DE10204903B4 - Device for holding a tool - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zum Halten eines Werkzeuges (21) in einem Gehäuse (1.1 bis 1.3), welches eine Bohrung (18, 28, 49) zur Aufnahme eines Werkzeugschaftes (22) umschliesst, der in der Bohrung (18, 28, 49) an einem Anschlag (20) od. dgl. drehfest festliegt, dadurch gekennzeichnet, dass dem Werkzeug (21) eine Einrichtung zum Minimieren bzw. Aufheben eines Spiels zwischen Werkzeug (21) und Bohrung (18, 28, 49) bzw. zum Drehen des Werkzeuges (21) in der Bohrung (49) zugeordnet ist.Device for holding a tool (21) in a housing (1.1 to 1.3), which encloses a bore (18, 28, 49) for receiving a tool shank (22) in the bore (18, 28, 49) at a stop (20) od. Like. Rotationally fixed, characterized in that the tool (21) means for minimizing or canceling a game between the tool (21) and bore (18, 28, 49) or for rotating the tool (21 ) is assigned in the bore (49).
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Halten eines Werkzeuges in einem Gehäuse, welches eine Bohrung zur Aufnahme eines Werkzeugschaftes umschliesst, der in der Bohrung an einem Anschlag od. dgl. drehfest festliegt.The present invention relates to a device for holding a tool in a housing which encloses a bore for receiving a tool shank, the od in the bore at a stop. Like. Rotationally fixed.
Derartige Vorrichtungen sind bereits in vielfältiger Form und Ausführung bekannt und gebräuchlich. So wird in der
Ein Nachteil besteht hier jedoch darin, dass es im Bereich der Einführöffnung des Werkzeugschaftes in die Axialbohrung des Halters infolge eines nicht zu vermeidenden Spiels zu einem Vibrieren kommt, was unerwünscht ist.A disadvantage here, however, is that it comes in the region of the insertion of the tool shank in the axial bore of the holder due to an unavoidable game to vibrate, which is undesirable.
Aus der
In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass es dennoch zu einer Vibration des Werkzeuges in der Axialbohrung kommt. Dies geschieht vor allem bei der Bearbeitung von harten Werkstoffen und ist unerwünscht.In practice, however, it has been shown that there is still a vibration of the tool in the axial bore. This happens especially when machining hard materials and is undesirable.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung zu schaffen, bei welcher das Werkzeug selbst bei der Bearbeitung von harten Werkstoffen fest in dem Werkzeughalter sitzt und eine Vibration desselben nahezu vollständig vermieden wird.Object of the present invention is to avoid the disadvantages mentioned above and to provide a device in which the tool sits even in the processing of hard materials firmly in the tool holder and vibration thereof is almost completely avoided.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass dem Werkzeug eine Einrichtung zum Minimieren bzw. Aufheben eines Spiels zwischen Werkzeug und Bohrung bzw. zum Drehen des Werkzeuges in der Bohrung zugeordnet ist.To achieve this object, that the tool is associated with a device for minimizing or canceling a game between the tool and bore or for rotating the tool in the hole.
Eine Möglichkeit kann sein, nach dem Einsatz des Werkzeuges in die Axialbohrung des Werkzeughalters einen Bügel über das Werkzeug zu legen. Dieser Bügel wird mittels eines Einsatzes an den Aussenmantel des Gehäuses angelegt und der Einsatz gelangt in den Bereich einer Ausnehmung. Dort kann der Einsatz mittels eines Befestigungselementes festgezogen werden. Durch den Druck eines Schenkels des Bügels auf den Sicherungsring des Werkzeuges, welches dadurch weiter in die Axialbohrung hineingedrückt wird, wird das Werkzeug weiter verspannt. Allerdings wird durch die seitliche Anordnung des Bügels auch ein seitlicher Druck auf das Werkzeug ausgeübt und dieses gegen die Innenwand der Axialbohrung gedrückt. Somit wird zwar eine Vibration des Werkzeuges in dem Werkzeughalter vermieden, jedoch kann es zu einem ungleichmässigen Bearbeiten eines Werkstückes durch das Werkzeug kommen, da dieses nicht mehr exakt zentriert ist.One possibility may be to place a strap over the tool after inserting the tool into the axial bore of the tool holder. This bracket is applied by means of an insert to the outer surface of the housing and the insert reaches into the region of a recess. There, the insert can be tightened by means of a fastener. By the pressure of a leg of the bracket on the locking ring of the tool, which is thereby further pressed into the axial bore, the tool is further braced. However, a lateral pressure is exerted on the tool by the lateral arrangement of the bracket and this pressed against the inner wall of the axial bore. Thus, although a vibration of the tool is avoided in the tool holder, but it can lead to a non-uniform machining of a workpiece through the tool, since this is no longer exactly centered.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Einsatzes des Bügels liegt in einer Schrägfläche, welche mit einer Steigfläche der Ausnehmung korrespondiert. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, dass der Einsatz beim Einschrauben des Befestigungselementes in die Ausnehmung gezogen werden kann. Es findet hierbei eine Parallelverschiebung zwischen der Steigfläche der Ausnehmung und der Schrägfläche des Einsatzes statt.An advantageous embodiment of the use of the bracket is in an inclined surface which corresponds to a riser surface of the recess. This configuration makes it possible for the insert to be pulled into the recess when the fastening element is screwed in. In this case, there is a parallel displacement between the riser surface of the recess and the inclined surface of the insert.
Als Befestigungsmittel für den Bügel wird bevorzugt eine Schraube verwendet, es ist jedoch auch jedes andere Befestigungselement denkbar und soll daher von der vorliegenden Erfindung umfasst sein.As a fastener for the bracket, a screw is preferably used, but it is also any other fastener conceivable and should therefore be encompassed by the present invention.
Desweiteren sind die Bohrung für das Befestigungselement und die Axialbohrung bevorzugt exzentrisch angeordnet, damit sowohl das Werkzeug als auch das Befestigungselement nicht kollidieren. Es ist jedoch auch denkbar, die Bohrung für das Befestigungselement durch die Axialbohrung zu führen. Falls dies der Fall ist und die Bohrung unterhalb des Anschlages durch die Axialbohrung führt, so muss in dem Werkzeug eine entsprechende Bohrung vorhanden sein, durch welche das Befestigungselement geführt werden kann, wenn das Werkzeug in die Axialbohrung eingesetzt ist. Führt die Bohrung oberhalb des Anschlages durch die Axialbohrung, so ist dies für das Werkzeug nicht relevant.Furthermore, the bore for the fastener and the axial bore are preferably arranged eccentrically so that both the tool and the fastener do not collide. However, it is also conceivable to guide the bore for the fastening element through the axial bore. If so, and the bore below the stopper passes through the axial bore, there must be a corresponding bore in the tool through which the fastener can pass when the tool is inserted into the axial bore. If the hole above the stopper passes through the axial bore, this is not relevant for the tool.
Desweiteren ist die Bohrung im vorliegenden Fall nicht durchgehend angeordnet. Sie kann jedoch ohne weiteres auch durchgehend sein.Furthermore, the bore is not arranged continuously in the present case. However, it can easily be continuous.
Um Deformationen durch das Zusammendrücken des Gehäuses beim Einschrauben des Befestigungselementes zuzulassen, können in dem Gehäuse ein oder mehrere Schlitze vorgesehen sein, welche dann bevorzugt in der näheren Umgebung der Bohrung vorgesehen sind. In order to allow deformation by compressing the housing when screwing the fastener, one or more slots may be provided in the housing, which are then preferably provided in the vicinity of the bore.
Eine weitere Verbesserung der gesamten Vorrichtung tritt ein, wenn auf das Werkzeug von allen Seiten ein gleichmässiger Druck ausgeübt wird. Dieser wird durch eine Büchse gewährleistet, welche um einen Gehäuseschaft vorgesehen ist.A further improvement of the entire device occurs when a uniform pressure is exerted on the tool from all sides. This is ensured by a sleeve, which is provided around a housing shaft.
Nach dem Einsatz des Werkzeuges in die Axialbohrung des Werkzeughalters wird eine Überwurfmutter mittels eines Innengewindes auf ein Aussengewinde der Büchse geschraubt. Dadurch wird die Büchse, wenn die Überwurfmutter an einen Sicherungsring des Werkzeuges stösst, nach unten gezogen. Dabei rollt ein Ring, welcher in einer Ringmulde der Büchse angeordnet ist, ebenfalls nach unten und drückt einen konusartigen Ansatz spannbackenartig zusammen. Die Elastizität des Materials oder Schlitze, welche in den Ansatz eingeformt sind, ermöglichen ein elastisches Zusammendrücken der einzelnen Teile des Ansatzes.After use of the tool in the axial bore of the tool holder a union nut is screwed by means of an internal thread on an external thread of the sleeve. As a result, the sleeve, when the union nut abuts a locking ring of the tool, pulled down. In this case, a ring, which is arranged in an annular recess of the sleeve, also rolls down and presses a cone-like approach like a jaw. The elasticity of the material or slots formed in the neck allows for elastic compression of the individual parts of the neck.
Durch das gleichmässige Drücken der Teile des Ansatzes gegen den Werkzeugschaft wird dieser in der Axialbohrung fest eingespannt und eine Vibration bei der Bearbeitung von Werkstoffen verhindert.Due to the uniform pressing of the parts of the approach against the tool shank this is firmly clamped in the axial bore and prevents vibration during machining of materials.
Auch eine andere Anordnung des Ringes in der Büchse ist denkbar. So kann die Büchse auf ihrer Innenfläche beispielsweise eine umlaufende Ringnut aufweisen, in welche der Ring drehbar eingesetzt ist. Oder der Ring kann vollkommen entfallen und das Zusammendrücken des Ansatzes der Büchse allein überlassen werden. Die verschiedenen Möglichkeiten sollen von der vorliegenden Erfindung umfasst sein.Another arrangement of the ring in the sleeve is conceivable. Thus, the sleeve on its inner surface, for example, have a circumferential annular groove, in which the ring is rotatably inserted. Or the ring can be completely omitted and the compression of the approach of the sleeve alone be left. The various possibilities are intended to be encompassed by the present invention.
Die Zuordnung des Ansatzes zum Gehäuse kann ebenfalls auf verschiedene Arten erfolgen. Er kann mit dem Gehäuseschaft fest verbunden oder mittels eines Gewindes aufschraubbar sein, wodurch sich die Möglichkeit ergibt, den Ansatz nach Belieben abzunehmen. Eventuell kann der Ansatz auch direkt mit dem Gehäuse verbunden sein.The assignment of the approach to the housing can also be done in different ways. It can be firmly connected to the housing shaft or be screwed by means of a thread, which results in the possibility to remove the approach at will. Eventually, the approach can also be connected directly to the housing.
Ferner ist der Büchse im vorliegenden Ausführungsbeispiel bevorzugt ein Stift als Verdrehschutz zugeordnet. Dieser Stift wirkt mit einer Abflachung auf der Mantelfläche des Gehäuseschaftes zusammen. Die Ausgestaltung des Stiftes und der Abflachung kann jedoch auch anders sein oder ganz wegfallen.Furthermore, in the present exemplary embodiment, the bush is preferably assigned a pin as a twist protection. This pin cooperates with a flattening on the lateral surface of the housing shaft. However, the configuration of the pin and the flattening may also be different or completely eliminated.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht auch die Möglichkeit, die Axialbohrung exzentrisch anzuordnen. Auch ihre Form kann variieren. So kann sie rund, eckig od. dgl. sein. Je nach Wahl ist dann das in die Axialbohrung eingesetzte Werkzeug ebenfalls rund, eckig od. dgl., was jedoch die Qualität der Bearbeitung nicht einschränkt.In the present embodiment, it is also possible to arrange the axial bore eccentric. Also, their shape may vary. So it can be round, square od. Like. Be. Depending on your choice then the tool used in the axial bore is also round, square od. Like., But this does not limit the quality of processing.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung befindet sich die Bohrung mit dem Werkzeug in einem Einsatz, welcher wiederum in eine formgleiche Sacklochbohrung in dem Gehäuse eingesetzt ist. Der Einsatz kann mittels eines Schneckenrades und einem dazugehörigen Schneckenantrieb gedreht werden.In the third embodiment of the present invention, the bore is located with the tool in an insert, which in turn is inserted in a same shape blind hole in the housing. The insert can be rotated by means of a worm wheel and an associated worm drive.
Die Sacklochbohrung durchquert das Gehäuse hierbei nicht vollständig, sondern läuft konusförmig aus. Zum Verspannen des Einsatzes in der Sacklochbohrung wird ein Innengewinde einer Überwurfmutter auf ein Aussengewinde eines Gehäuseschaftes aufgeschraubt. Die Überwurfmutter drückt über den Sicherungsring des Schaftes das Werkzeug und damit auch den Einsatz nach oben und verspannt das Werkzeug damit fest in der Bohrung. Es entsteht insbesondere in dem konusförmigen Teil der Sacklochbohrung ein Presssitz. Eine andere Ausformung der Sacklochbohrung und des Einsatzes ist jedoch auch hier denkbar. Sowohl bei diesem Ausführungsbeispiel, als auch bei dem bereits erwähnten können anstatt der Überwurfmutter auch andere Befestigungselemente, wie eine Schraubplatte, Federelemente od. dgl. gegen den Sicherungsring drücken.The blind hole does not pass through the housing completely, but runs out in a cone shape. To clamp the insert in the blind hole an internal thread of a union nut is screwed onto an external thread of a housing shaft. The union nut pushes over the retaining ring of the shaft, the tool and thus the insert upwards and braces the tool so firmly in the bore. It arises in particular in the cone-shaped part of the blind hole an interference fit. However, another embodiment of the blind hole and the insert is also conceivable here. Both in this embodiment, as well as in the already mentioned, instead of the nut and other fasteners, such as a screw, spring elements od. Like. Press against the retaining ring.
Die Drehbarkeit des Einsatzes und des darin enthaltenen Werkzeuges ist nicht auf das Schneckenrad und den Schneckenantrieb beschränkt. Anstelle des Schneckenrades und des Schneckenantriebes können auch andere bekannte Drehvorrichtungen verwendet werden. Ferner kann der nach aussen ragende Schneckenantrieb zum Drehen des innen liegenden Schneckenrades manuell, automatisch, elektrisch oder ähnlich bedient werden. Eine Beschränkung auf das vorliegende Ausführungsbeispiel ist nicht gegeben.The rotation of the insert and the tool contained therein is not limited to the worm wheel and the worm drive. Instead of the worm wheel and the worm drive other known rotating devices can be used. Furthermore, the outwardly projecting worm drive for rotating the internal worm wheel can be operated manually, automatically, electrically or similarly. A limitation to the present embodiment is not given.
Weiterhin ist die Axialbohrung in dem Gehäuse bevorzugt exzentrisch angeordnet, um beispielsweise Massänderungen an herzustellenden Bohrungen zu ermöglichen. Sie kann jedoch auch mittig in dem Gehäuse angeordnet sein.Furthermore, the axial bore in the housing is preferably arranged eccentrically to allow, for example, dimensional changes to be made holes. However, it can also be arranged centrally in the housing.
Die verschiedenen Möglichkeiten der Formen und Anordnungen sollen von der vorliegenden Erfindung umfasst sein. The various possibilities of the forms and arrangements are intended to be encompassed by the present invention.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Werkzeug zum Bearbeiten von Werkstücken mit einem Schaft und einer Bearbeitungsspitze sowie ein Verfahren zur Herstellung solch eines Werkzeuges.The present invention also relates to a tool for machining workpieces with a shank and a machining tip and a method for producing such a tool.
Derartige Werkzeuge sind bereits in vielfältiger Form und Ausführung bekannt und gebräuchlich. Sie weisen jedoch den Nachteil auf, dass ein Träger an der Bearbeitungsspitze mit einer Ausnehmung versehen ist, welche von der Seite betrachtet eine rechtwinkliges Profil aufweist. Das bedeutet, dass die Ausnehmung mit Ecken versehen ist. In diese Ausnehmung wird dann zumindest eine Platte eingesetzt und dort unter normalen Umgebungsbedingungen verlötet. Bei der anschliessenden Abkühlphase entstehen Spannungen, welche vor allem in den Ecken bei dem Werkstoff der Platte Risse entstehen lassen. Ausserdem entstehen in den Ecken Hohlräume, die nicht vom Lötmittel ausgefüllt werden.Such tools are already known in many forms and designs and in use. However, they have the disadvantage that a carrier is provided on the processing tip with a recess which viewed from the side has a rectangular profile. This means that the recess is provided with corners. In this recess at least one plate is then used and soldered there under normal environmental conditions. In the subsequent cooling phase, tensions arise which cause cracks in the material of the plate, especially in the corners. In addition, cavities are created in the corners, which are not filled by the solder.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die oben genannten Nachteile zu vermeiden und ein Werkzeug zu schaffen, bei welchem auf dem Träger ein Schneidkopf ohne Risse und Hohlräume erzeugt wird.Object of the present invention is therefore to avoid the above-mentioned disadvantages and to provide a tool in which on the support a cutting head without cracks and voids is generated.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass auf einem Träger eine Platte schräg angeordnet ist, welche einen Schneidkopf bildet.To achieve this object, that on a support a plate is arranged obliquely, which forms a cutting head.
Bei der Herstellung wird der Träger an der Bearbeitungsspitze des Werkzeuges zunächst schräg geschliffen. Es entsteht also keine Ausnehmung, wie oben erwähnt, mit Ecken und Kanten, sondern eine ebene Fläche ohne Ecken. Auf diese schräge Fläche wird eine Platte gelötet. Durch die schräge Anordnung der Platte ist eine thermische Belastung an Stosskanten ist nicht mehr gegeben und in der folgenden Abkühlphase entstehen demnach auch keine Risse. Die Platte wird anschliessend zu dem Schneidkopf angeschliffen.During production, the carrier is first ground obliquely at the processing tip of the tool. So there is no recess, as mentioned above, with corners and edges, but a flat surface without corners. On this inclined surface, a plate is soldered. Due to the oblique arrangement of the plate is a thermal load on bumps is no longer given and therefore no cracks occur in the following cooling phase. The plate is then ground to the cutting head.
Die den Schneidkopf bildende Platte besteht bevorzugt aus CBN (Kubischem Bornitrit). Anstelle von CBN kann jedoch auch ein anderer geeigneter Schneidstoff, wie CVD (Chemical Vapor Diamant), polykristalliner oder monokristalliner Diamant (PKD, MKD), verwendet werden.The plate forming the cutting head is preferably made of CBN (cubic boron nitride). However, instead of CBN, other suitable cutting material such as CVD (Chemical Vapor Diamond), polycrystalline or monocrystalline diamond (PCD, MKD) may also be used.
Das Löten erfolgt bevorzugt im Vakuum, denn durch das Vakuum wird das Lötmittel besser zwischen den einzelnen Werkstoffen angepresst und verbindet sich inniger. Es kommt zu keinem Lufteinschluss zwischen den Werkstoffen, so dass es zu keiner Oxidation kommen kann.The soldering is preferably done in a vacuum, because the vacuum, the solder is better pressed between the individual materials and connects more intimately. There is no air entrapment between the materials so that no oxidation can occur.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt inFurther advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing; this shows in
Gemäss den
Um den Gehäuseschaft
In die Ringmulde
In die Innenfläche
Der Werkzeughalter R1 weist ferner eine Axialbohrung
Das Gehäuse
In die Axialbohrung
In den Schaft
Die Funktionsweise des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist folgende:
Das Werkzeug
The
Die Büchse
Gemäss
Beim Aufschrauben der Überwurfmutter
Je weiter auch der Ring
Durch das Aufschrauben der Überwurfmutter
In den
Das Gehäuse
Ferner ist ein Bügel
Vom Boden der Ausnehmung
Die Funktionsweise des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist folgende:
Das Werkzeug
The
Nach dem Einsatz des Werkzeuges
Bei einem weiteren Verschieben des Schenkels
Anschliessend wird die Schraube
Durch ein weiteres Eindrehen des Aussengewindes
In den
Der Gehäuseschaft
In dem Gehäuse
In die Bohrung
Die Funktionsweise des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist folgende:
Auch bei diesem dritten Ausführungsbeispiel wird das Werkzeug
Also in this third embodiment, the
Um das Werkzeug
Um eine (nachträgliche) Positionsveränderung des Werkzeuges
In den
Die Bearbeitungsspitze
Die Herstellung des Werkzeuges
Die Platte
The
Anschliessend wird der Rohling angeschliffen, so dass ein Schneidkopf
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